CN216191524U - 一种亚渗透膜废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种亚渗透膜废水处理系统，包括通过管路依次连接的预处理单元、亚渗透膜浓缩单元、浓水池和产品水池；其中，所述预处理单元接收原料废水并进行氧化处理输出预处理废水；所述亚渗透膜浓缩单元接收所述预处理废水，经膜分离后形成浓水和产水；所述浓水进入所述浓水池，所述产水进入所述产品水池。本实用新型，将亚渗透膜浓缩和废水氧化处理结合应用于工业园区多来源、混合型、复杂废水处理，可实现废水不经除硬而直接进行膜浓缩产水，简化了工艺流程。经亚渗透膜浓缩后的浓水再进行除硬处理，还可实现废水减量除硬，成本大幅降低。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，尤其涉及一种亚渗透膜废水处理系统。
背景技术
化工及生物制药过程中会产生大量废水，这些废水通常会集中到园区污水处理厂进行预处理和生化处理以满足工业排放要求。由于这些废水成分复杂，在对以上废水进行处理的过程中，不仅会产生含有难闻恶臭异味的无组织排放废气，而且废水处理难达标，排放后又会污染土壤和水体，另外，废水处理过程中浓缩产生的污泥等固废处置不当也会给工厂周边环境造成影响。
膜分离技术在目前废水处理中应用较广泛。然而，现有的反渗透膜工艺，反渗透膜工段对进水的要求太高，进入中高压反渗透膜工段前需要进行除硬度(钙、镁离子)，而且除硬所使用的药剂配方复杂、运行成本高，需要建立两级高密软化水池，投资大。因此，寻找一种简单方便、投资省、效果好、废水处理工艺，以实现污水再生回用，节约水资源，同时保护水环境。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种亚渗透膜废水处理系统，以实现废水处理、中水回用。
为实现上述目的，本实用新型提供一种亚渗透膜废水处理系统，包括通过管路依次连接的预处理单元、亚渗透膜浓缩单元、浓水池和产品水池；其中，
所述预处理单元接收原料废水并进行氧化处理输出预处理废水；
所述亚渗透膜浓缩单元接收所述预处理废水，经膜分离后形成浓水和产水；
所述浓水进入所述浓水池，所述产水进入所述产品水池。
进一步的，所述原料废水为经过好氧处理后的废水。
进一步的，所述预处理单元包括通过管路依次连接的收集水池和超滤设备。
进一步的，所述亚渗透膜浓缩单元的运行条件为：工作压力1.2-2.3MPa；运行温度5-35℃；脱盐率＞98％；水回收率65％-80％。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
1)本实用新型，将亚渗透膜应用于工业园区多来源、混合型、复杂废水处理，而非单一来源废水处理，可以实现废水不经除硬而直接进行膜浓缩产水，突破了现有技术的膜浓缩单元在浓缩前需要进行废水除硬的限制，简化了工艺流程。
2)本实用新型，预处理单元、亚渗透膜浓缩单元处理废水时进行全封闭运行，现场消除了恶臭气味，全流程也没有臭气排放，可实现废水处理全流程的废气零排放。
3)本实用新型，经亚渗透膜浓缩后的浓水再进行除硬处理，还可实现废水减量除硬，成本大幅降低，水质的钙镁离子处理一样可达标。
4)与传统废水处理加入次氯酸钠是为了杀菌、去微生物不同，本实用新型，原料废水进入亚渗透膜设备进行处理前，先加次氯酸钠进行预处理，目的是将废水中的Fe2+氧化形成Fe3+，达到协同、絮凝的作用，以保护后续的亚渗透膜设备。优选在超滤前加(拦截一部分Fe3+，以降低亚渗透膜设备的处理负荷)。
5)本实用新型，针对次氯酸钠加入后，反应时间不足影响效果的问题，通过采取流加管道加长、增加管道混合器或增加超滤产水池容积等方法，增加停留时间，次氯酸钠作用可发挥最佳，提升了亚渗透膜浓缩单元的运行效率和延长了其运行检修周期。
附图说明
图1根据实施方式1的亚渗透膜废水处理系统结构示意图；
图2根据实施方式1的亚渗透膜废水处理工艺流程示意图；
图3对比实施方式1的废水处理处理工艺流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本实用新型实施例一方面提供了一种亚渗透膜废水处理系统，包括通过管路依次连接的预处理单元、亚渗透膜浓缩单元、浓水池和产品水池；其中，
所述预处理单元接收原料废水并进行氧化处理输出预处理废水；
所述亚渗透膜浓缩单元接收所述预处理废水，经膜分离后形成浓水和产水；
所述浓水进入所述浓水池，所述产水进入所述产品水池。
进一步的，所述原料废水为经过好氧处理后的废水。
进一步的，所述预处理单元包括通过管路依次连接的收集水池和超滤设备。
进一步的，所述亚渗透膜浓缩单元的运行条件为：工作压力1.2-2.3MPa；运行温度5-35℃；脱盐率＞98％；水回收率65％-80％。
进一步的，所述超滤设备的运行条件为：进水水质为<5NTU,筛分孔径为0.005-0.1um，工作压力0.1-0.4MPa，运行温度15-35℃，水回收率90％。
进一步的，所述超滤设备的运行方式为全流过滤和错流过滤。
进一步的，所述超滤设备、亚渗透膜浓缩单元之间还设置有超滤水池，所述超滤水池用于容置经所述超滤设备处理后输出的超滤水。
进一步的，所述原料废水水质指标为：PH为6.5～8.5，COD为60～150mg/L，Cl-为1500～3000mg/L，SO4 2-为100～3500mg/L，Na+为500～2000mg/L，F-为1～10mg/L，总氮为10～100mg/L，钙为100～1000mg/L，镁为10～1000mg/L，TDS为3000～9000mg/L，悬浮物为10～50mg/L。
进一步的，所述原料废水为工业园区多来源、混合型、复杂成分废水。
进一步的，所述预处理单元、亚渗透膜浓缩单元处理废水时进行全封闭运行。
进一步的，向所述预处理单元中加入强氧化剂将所述原料废水中的Fe2+氧化形成Fe3+，所述强氧化剂加药量为：1～4ppm。
进一步的，所述强氧化剂为次氯酸钠或双氧水。
进一步的，将所述次氯酸钠通过计量泵经加料管流加入与所述收集水池连接的废水管道中。
进一步的，在所述超滤设备前加入所述次氯酸钠，优选的，在原料废水进入所述收集水池连接的进水管道上加入所述次氯酸钠。
进一步的，所述超滤水池中的余氯离子的浓度为：0.1-0.5ppm。
进一步的，所述废水管道长70-100米，优选管道为DN200PVC管。
进一步的，所述超滤设备后连接的超滤水池容量至少20立方米。
进一步的，所述预处理废水进入所述亚渗透膜浓缩单元前可不进行废水除硬处理。
进一步的，在所述亚渗透膜浓缩单元后进行废水除硬处理。
进一步的，所述产品水池的产水水质指标为：执行《GB/T19923-2005》敞开式循环冷却水补水水质要求,TDS≤350mg/l。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
实施方式1
图1是根据本实用新型的实施方式1的亚渗透膜废水处理系统结构示意图；图2根据实施方式1的亚渗透膜废水处理工艺流程示意图。
如图1所示，亚渗透膜废水处理系统包括用于对原料废水依次进行处理的预处理单元、亚渗透膜浓缩单元，以及用于收集亚渗透膜浓缩单元的产水的产品水池、浓水的浓水池。预处理单元包括收集水池和超滤设备；各处理单元或设备之间通过管道连接；超滤设备、亚渗透膜浓缩单元之间还设置有超滤水池，用于容置超滤产水，起到缓冲作用和充分挥发余氯。
在本实施方式中，原料废水为经过好氧处理后的废水，其水质指标为：PH为6.5～8.5，COD为60～150mg/L，Cl-为1500～3000mg/L，SO4 2-为100～3500mg/L，Na+为500～2000mg/L，F-为1～10mg/L，总氮为10～100mg/L，钙为100～1000mg/L，镁为10～1000mg/L，TDS为3000～9000mg/L，悬浮物为10～50mg/L。
亚渗透膜浓缩单元，运行条件为：工作压力1.2-2.3MPa；运行温度5-35℃；脱盐率＞98％；水回收率65％-80％。
超滤设备的运行条件为：进水水质为<5NTU,筛分孔径为0.005-0.1um，工作压力0.1-0.4MPa，运行温度15-35℃，水回收率90％。超滤设备的运行方式为全流过滤和错流过滤。全流过滤能耗低，操作压力低，因而运行成本低。错流过滤能处理更多的悬浮物含量。
如图2所示，经过好氧处理后的废水经过进水管道进入预处理单元的收集水池，在本实施方式1中，废水在进入超滤设备前，先按照废水比例的1～4ppm将次氯酸钠通过计量泵经加料管流加入与收集水池连接的废水进水管道中，以便将原料废水中的Fe2+氧化形成Fe3+，从而达到协同、絮凝的作用，这样经过氧化处理后的废水再流入超滤设备过滤除杂，能够拦截一部分Fe3+，以降低后续亚渗透膜设备的处理负荷。在本实施方式中，在原料废水进水量200-400m3/h时，亚渗透膜浓缩单元设备能够稳定运行，并产生合格质量的再生水。为了确保废水预处理的效果，本实施方式对次氯酸钠流加的废水管道加长，管道长度为70-100米，管道为DN200PVC管。
在本实施方式1中，采用了亚渗透膜浓缩单元设备，亚渗透膜片对系统进水的抗硬度较高，废水在进入膜浓缩单元前不需要进行废水除硬处理，而非传统的中压或高压反渗透膜设备，需要在前方除硬后才能保证中压或高压反渗透膜系统的稳定运行，因而，突破了现有技术的膜浓缩单元在浓缩前需要先进行废水除硬的限制，简化了工艺流程，降低了废水处理成本。亚渗透膜浓缩单元抗硬效果较好，也能降低膜处理成本。
另外，由于相对于常规的中压或高压反渗透系统，本发明的亚渗透浓缩单元设备的进水控制指标硬度和COD要比常规反渗透膜高很多，处理相同水质的的水，亚渗透系统比常规中压或高压反渗透系统进水运行压力(一般运行工作压力，中压为3-3.6MPa，高压为5-6.5MPa)和浓水压力低，这样就能减少运行成本。
在本实施方式1中，原料废水的硬度(钙、镁离子浓度)指标为1000-1300mg/l，原料废水经亚渗透膜浓缩单元设备处理后，形成浓水(占原料进水比例的20-30％)，浓水的水质指标为:硬度3500-4500mg/L，TDS：25000mg/l-35000mg/L。上述经过膜浓缩后的浓水再进入后续除硬处理，不仅实现了废水减量除硬，还能大大降低了除硬药剂的数量，可降低成本(药剂量大，成本高)，同时不降低水质处理效果，水质的钙镁离子处理一样可达标(硬度(钙、镁离子浓度)指标为＜35mg/l)。
在本实施方式1中，原料废水由于先经过亚渗透膜浓缩单元设备浓缩，废水减量，而且钙、镁离子得到进一步富集到浓水中，因此，采用本实用新型的废水处理工艺的建设成本和运行成本均下降。
本实施方式1中，预处理单元、亚渗透膜浓缩单元处理废水时进行全封闭运行，因而，现场消除了恶臭气味，全流程也没有臭气排放，可实现废水处理全流程的废气零排放。
在本实施方式1中，原料废水经本实施方式1的废水零排放处理系统后，形成的产品水池的产水水质指标为：执行《GB/T19923-2005》敞开式循环冷却水补水水质要求,其中主要指标硬度≤35mg/l,TDS≤350mg/l。
实施方式2
实施方式2的亚渗透膜废水处理系统和工艺流程与实施方式1相同，不同的是主要有如下方面：
在本实施方式中，为了确保加入次氯酸钠的废水预处理的效果，通过构建大容量的超滤产水池，容量至少20立方米，并通过检测控制超滤产水池中的余氯离子的浓度为：0.1-0.5ppm。以保证次氯酸钠的废水预处理的效果，同时节省成本。
在本实施方式2中，原料废水经本实施方式2的废水零排放处理系统后，形成的产品水池的产水水质指标为：硬度≤35mg/l,TDS≤350mg/l。
本实施方式处理原料废水，可实现废气零排放、废水减量排放，产生达到再生水回用的标准，和传统工艺相比，工艺简化，废水处理成本也下降。
对比实施方式1
为了比较本实用新型的改进效果，申请人参考本实用新型的实施方式1的工艺流程，将亚渗透膜浓缩单元设备更换为传统的中压反渗透膜设备处理原料废水，设备运行条件为：工作压力3-3.6MPa；运行温度5-35℃；脱盐率＞98％；水回收率60-70％，对比实施方式的废水处理的工艺流程见图3。
根据对比实施方式1，在与实施方式1的原料废水进水水质、水量，相同单元的操作运行条件尽量控制一致的情况下，对比实施方式1并不能稳定运行，试验中发现：
1、超滤设备后连接的中压反渗透膜设备在运行7-10天后，就出现膜分离效果急速下降的现象，分离的产水不能达到产品水的水质要求，无法满足再生水标准。
2、废水处理系统基本不能够实现稳定运行，分离膜杂质堵塞膜孔现象严重，需要经常停车检修，反冲洗膜设备，影响生产效率。
以上所述仅为本实用新型的一个实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种亚渗透膜废水处理系统，其特征在于，包括通过管路依次连接的预处理单元、亚渗透膜浓缩单元，以及用于收集亚渗透膜浓缩单元的产水的产品水池、浓水的浓水池；其中，
所述预处理单元用于对原料废水进行氧化处理后输出预处理废水；所述预处理单元包括通过管路依次连接的收集水池和超滤设备，所述超滤设备、亚渗透膜浓缩单元之间还设置有超滤水池，所述超滤水池用于容置经所述超滤设备处理后输出的超滤水。
2.根据权利要求1所述的亚渗透膜废水处理系统，其特征在于，所述原料废水为经过好氧处理后的废水。
3.根据权利要求1或2所述的亚渗透膜废水处理系统，其特征在于，向所述预处理单元中加入能将所述原料废水中的Fe2+氧化形成Fe3+的强氧化剂，所述强氧化剂加药量为1～4ppm。
4.根据权利要求3所述的亚渗透膜废水处理系统，其特征在于，所述强氧化剂为次氯酸钠或双氧水。
5.根据权利要求4所述的亚渗透膜废水处理系统，其特征在于，在原料废水进入所述收集水池连接的进水管道上经加料管流加入所述次氯酸钠。
6.根据权利要求1或2所述的亚渗透膜废水处理系统，其特征在于，所述原料废水水质指标为：PH为6.5～8.5，COD为60～150mg/L，Cl-为1500～3000mg/L，SO4 2-为100～3500mg/L，Na+为500～2000mg/L，F-为1～10mg/L，总氮为10～100mg/L，钙为100～1000mg/L，镁为10～1000mg/L，TDS为3000～9000mg/L，悬浮物为10～50mg/L。
7.根据权利要求1所述的亚渗透膜废水处理系统，其特征在于，所述超滤水池中的余氯离子的浓度为：0.1-0.5ppm。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113501593A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-15 | 内蒙古金河环保科技股份有限公司 | 一种亚渗透膜废水处理系统及工艺 |
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